Mulainya industri beton pracetak atau precast modern pertama kali pada tahun 1900-an di Inggris oleh seorang engineer yang bernama John Alexander Brodie menemukan bahwa dari beberapa komponen beton pracetak jika disatukan dapat membangun struktur yang bekerja secara efisien. Beliau adalah orang pertama yang mendapatkan hak paten untuk proses pembuatan bangunan dengan sistem pracetak.
Struktur beton pracetak pertama kali diaplikasikan pada Jembatan Walnut di Philadelphia pada tahun 1950. Jembatan tersebut diakui dan diapresiasi oleh banyak orang sebagai awal mula industri beton pracetak di Amerika Serikat. Beberapa tahun kemudian, Precast/Prestressed Concrete Institute (PCI) dibentuk untuk menetapkan standar bagi industri yang sedang berkembang saat ini.
Di Indonesia, Badan Standardisasi Nasional (BSN) mengeluarkan standar beton pracetak dan beton prategang untuk bangunan gedung di SNI 7833:2012. Standar tersebut dikeluarkan untuk menetapkan persyaratan minimum pada perancangan dan pelaksanaan komponen beton struktural.
Pada proses konstruksinya memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan struktur yang dicor di tempat ataupun struktur baja dan kayu. Selain itu, proses konstruksinya lebih cepat dan lebih efisien. Sistem konstruksinya memiliki karakteristik tersendiri yang mempengaruhi tata letak, panjang bentang, kedalaman konstruksi, sistem stabilitas dan masih banyak lagi.
Secara teoritis, semua sambungan antar unit beton pracetak dapat dibuat sedemikian rupa sehingga struktur pracetak yang telah selesai memiliki sifat monolit yang sama dengan struktur beton cor ditempat.
Pengertian Beton Pracetak (Precast Concrete)
Sesuai namanya, beton pracetak adalah beton yang diproduksi di pabrik dengan cara pengecoran dengan menggunakan cetakan dengan bentuk tertentu. Ketika beton sudah sepenuhnya mengeras dan siap untuk digunakan, beton tersebut dikirim ke lokasi konstruksi untuk digunakan.
1. Portal Pracetak
Portal beton pracetak adalah seluruh elemen struktur yang dibuat di luar lokasi konstruksi. Komponen struktural dapat digunakan dan digabungkan dengan struktur on-site sehingga bekerja secara komposit. Portal secara bersamaan dapat memenuhi fungsi struktural maupun dekoratif. Balok dan kolom pracetak merupakan bagian dari portal, sama halnya dengan beton bertulang konvesional atau struktur lainnya. Namun yang menjadi perbedaannya adalah proses perancangannya.
Portal precast dicetak dengan cara yang sama seperti cladding pracetak, tetapi karena dirancang sebagai elemen struktural, tulangan yang digunakan pada rangka portal merupakan tulangan yang lebih berat daripada yang dibutuhkan untuk cladding non-struktural. Diperlukan sambungan khusus antara kolom dan balok untuk mentransfer gaya yang cukup besar tanpa mempengaruhi tampilan visual portal.
2. Dinding Pracetak
Seringkali dinding pracetak dicor dalam posisi terlentang secara langsung di lokasi konstruksi. Walaupun demikian, masih diklasifikasikan sebagai pracetak, bukan cast-in-situ. Ketika beton cukup kuat, panel dinding diangkat dan ditempatkan pada posisi yang diinginkan pada bangunan tersebut. Biasanya, dinding seperti itu diangkat dan ditempatkan dengan derek, sehingga pengecoran dapat dilakukan berulang dengan menggunakan bekisting yang sama.
Beberapa unit dinding di cor di pabrik, dimana bentuk, kualitas bahan dan finishingnya bisa lebih terkontrol. Karena ukuran dan beratnya yang besar, dinding ini tidak dapat diangkut jauh dari pabrik. Jadi, penggunaannya dibatasi untuk jarak dekat dari pabrik pracetak.
Panel dinding pracetak wajib memiliki sekurang-kurangnya dua sengkang pengikatat per panel, dengan kekuatan tarik nominal tidak kurang dari 44 kN/sengkang pengikat.
3. Lantai Pracetak
Pelat lantai pracetak adalah elemen beton pracetak yang paling paling umum dijumpai. Bisa diaplikasikan sebagai pelat lantai atau pelat atap. Keunggulan utama lantai pracetak adalah kecepatan konstruksi, menghemat penggunaan bekisting, tidak menggunakan perancah, kapasitas bentang yang besar dan tentunya bisa lebih ekonomis.
Beberapa lantai pracetak terdiri dari bagian pracetak dan cor in-situ. Kedua bagian bekerja bersama untuk mencapai kapasitas struktur komposit, digunakan sebagai penutup (topping).
Pelat topping cor di tempat di atas suatu sistem lantai pracetak atau atap pracetak cendrung memiliki retak susut yang segaris dengan joint antara komponen-komponen struktur pracetak yang berdekatan.
Kelebihan Beton Pracetak atau Beton Precast
Ada banyak kelebihan dari beton pracetak struktural yang bisa dimanfaatkan seperti bentang yang panjang, konsep stabilitas yang baik, detail sederhana dan masih banyak lagi.
Seorang perencana struktur harus sejak awal proyek mempertimbangkan kemungkinan, kelebihan dan kekurangannya, tahap detailing, pabrikasi, pengangkutan, ereksi & daya layan sebelum menyelesaikan desain.
1. Mempersingkat Waktu Konstruksi
Konstruksi sistem pracetak dapat menghemat waktu yang berharga dan membantu mengurangi risiko keterlambatan proyek. Desain pracetak dan produksi elemen dapat dimulai saat lokasi konstruksi sedang dalam survei atau pekerjaan tanah. Produksi juga tidak terpengaruh oleh kondisi cuaca karena lingkungan wilayah pengecoran yang terkendali.
Jika dibandingkan dengan metode konstruksi konvensional, pekerjaan yang memakan waktu lama seperti bekisting, scaffolding dan curing dibutuhkan untuk menghasilkan elemen struktur. Dalam metode konstruksi sistem pracetak, elemen struktur diproduksi di pabrik sementara pekerjaan lain di lokasi konstruksi dilanjutkan. Jika elemen struktural dibutuhkan, mereka segera dikirim ke lokasi dan dirakit secara kontinyu, membentuk portal struktural. Di pabrik pembuatan beton pracetak, mesin-mesin modern digunakan dengan beberapa teknisi yang menangani proses produksi tertentu.
2. Kualitas Tinggi dan Bentuknya Variatif
Produk pracetak diproduksi pada lokasi pengecoran yang memperhatikan faktor-faktor penting seperti suhu, desain mix dan waktu pengelupasan (stripping) diperiksa dan dikontrol dengan baik. Dengan begitu, kualitas yang dihasilkan produk pracetak lebih baik jika dibandingkan dengan beton yang dicor di tempat. Biaya yang dikeluarkan juga lebih hemat karena pekerjaan perbaikan diminalisirkan. Berbagai macam ukuran dan bentuk komponen pracetak dapat diproduksi, lebih flesibel dan hasilnya lebih variatif.
3. Meningkatkan Kualitas Elemen Struktural
Beton pracetak struktural diproduksi di pabrik yang memadai, teknik dan mesin yang digunakan lebih modern. Bahan pembentuk seperti beton, pasir, agregat serta tulangan sudah dipastikan memiliki kualitas yang baik. Bekisting yang digunakan pun memiliki kualitas yang lebih baik daripada yang digunakan di lokasi konstruksi. Dengan begitu, bentuk dan hasil akhir dipastikan juga memiliki kualitas yang lebih baik. Kepadatan yang lebih tinggi dan kontrol terhadap keretakan pada pracetak menjadi salah satu faktor penting. Kepadatan yang tinggi diperoleh dengan menggunakan vibrator eksternal yang ditempatkan pada beksting, sehingga honeycomb pada beton bisa tidak mungkin terjadi. Selain itu juga, kekuatan beton pracetak terhadap api lebih baik untuk baja tulangan. Jika dibandingkan dengan beton yang dicor di tempat, hal ini bisa mengurangi perawatan pada jaka yang panjang.
4. Meningkatkan Daya Tahan dan Kapasitas Beban Struktural
Beton pracetak prategang memiliki kekuatan dan kekakuan struktur yang tinggi dan kuat terhadap beban berat. Dengan begitu tidak diperlukan kolom yang banyak sehingga ruangan yang dihasilkan lebih luas dan memudahkan desainer dalam mendesain interior. Komponen beton pracetak lebih tahan lama terhadap serangan gesekan, korosi, benturan, abrasi, dan pengaruh lingkungan lainnya. Dengan memiliki kekuatan struktur yang tahan lama sehingga perawatan dan perbaikan sangat minim.
5. Biaya Jangka Panjang yang Lebih Hemat
Semua kelebihan yang disebutkan di atas membuat proses konstruksi lebih sederhana dan dapat meningkatkan kinerja dan kualitas. Akibatnya, total biaya konstruksi dapat berkurang. Walaupun produk pracetak lebih mahal daripada biaya bahan dalam konstruksi beton bertulang konvesional, dengan waktu yang dipersingkat dapat membuat biaya total dari beton pracetak lebih murah.
Kekurangan Beton Pracetak
Meskipun ada berbagai keuntungan menggunakan beton pracetak, kerugiannya juga harus dipertimbangkan. Kekurangan yang paling umum adalah biaya yang dikeluarkan untuk mengangkut elemen yang sudah selesai dari pabrik ke lokasi konstruksi. Beton adalah bahan yang sangat berat, dan dengan potensi jumlah besar yang perlu diangkut dalam jarak yang berpotensi jauh, biaya tambahan akan dikeluarkan jika ingin dipercepat.
Berikut ini beberapa kekurangan dari beton pracetak atau precast concrete.
1. Kurangnya Sifat Monolit
Hal ini dikarenakan setiap elemen dibuat terpisah, maka portal atau sistem struktur cenderung tidak monolitit atau menyatu secara kaku seperti konstruksi beton cast in-situ. Sambungan antar bagian menciptakan diskontinuitas struktural. Setiap gaya akibat beban akan melewati sambungan (joint) antar elemen struktur, sehingga untuk elemen struktural harus dirancang untuk bisa mentransfer gaya tersebut dan menciptakan sifat monolit pada struktur pracetak.
2. Memerlukan Biaya Tambahan
Dalam hal ini, kemungkinan mengeluarkan biaya memindahkan dan menempatkan elemen precast yang sudah selesai di lokasi bisa saja terjadi. Hal ini dikarenakan, untuk intalasi produk pracetak merupakan proses yang sulit yang seringkali membutuhkan tower crane, tergantung pada ukuran proyek. Sehingga, dapat menambah biaya tambahan pada pembangunanya. Selain itu, perubahan desain juga sulit dilaksanakan pada elemen pracetak setelah dibuat, sehinga sangat terbatas jika ada perubahan desain.
